26伽利略对自由落体运动的研究教案人教版必修一

26伽利略对自由落体运动的研究教案人教版必修一内容摘要：

经过多次实验发现，虽然不断改变斜面的倾斜度，但得到的结果有共同点：小球经过的距离的比值等于经过这些距离对应所用时间间隔的平方之比．伽利略在这个基础上进行合理外推，当倾角增大到 90度时，实验结论仍应成立，此即竖直落体运动．至此，伽利略就完成了对自由落体运动的研究． 虽然当时伽利略已经意识到空气的阻力将影响物体的下落，但是由于科学发展和仪器设备的限制，当时仍然没有办法用实验手段得到真空，所以并不能真正地完成一个自由落体运动的实验．伽利略的研究也只能停留在 理论研究的部分，直到牛顿的时代，发明了抽气机，才由牛顿设计了钱羽管（又称牛顿管），真正用实验证明在真空中，物体下落速度与物体重力无关．于是，伽利略的理论终于从纯理论研究进入实验验证，并通过实验验证了其正确性． 其实落体现象一直是引起物理学家们思考的现象，在伽利略之前， 14 世纪的艾伯特认 为下落物体的速度与下落的距离成正比．另一位 14世纪的学者， N．奥雷姆根据对各种运动的数学研究，提出下落物体的速率与下落的时间成正比，下落的距离与下落时间的平方成正比． 15世纪， L．达芬奇提出在连续相等的时间间隔内下落物体的距离 比为 1∶2∶3∶4∶„„ 问题：伽利略是怎样建立自己的理论的呢。 学生思考，回答：伽利略通过四个环节推翻了亚里士多德的结论并建立自己的理论． 1．运用推理方法，使亚里士多德的结论陷入矛盾中． 2．运用理想模型，猜想落体运动的规律． 3．运用数学方法，推导自由落体运动的数学表达式以及可以直接测定的物理量之间的函数关系． 4．运用实验方法，对自由落体运动定律进行实验验证． 五、伽利略的科学方法 伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的方法．请同学们总结本 节内容，归纳这种科学方法． 同学讨论归纳：对现象的一般观察 → 提出假设 → 运用逻辑得出推论 → 实验进行检验 → 对假设进行修正和推广 →„„ 教师点评： 1．伽利略的伟大之处就在于他首先采用了实验检验猜想的科学方法． 2．合理的外推对得出正确结论有很大的帮助． 提出问题：为什么最终我们特别重视伽利略的结论呢。 回答：因为伽利略对问题的研究比较全面，先是通过观察现象，提出假设，运用逻辑和数学推理得出推论，再通过实验对推论进行检验（这是其他物理家在研究同一问题上缺少的关键环节），并对假说进行修正和推广． 他最先研究了惯性运动和落体运动的规律，为牛顿第一定律和第二定律的研究铺平了道路．他倡导实验和理论计算相结合，用实验检验理论的推导．这种研究方法对以后的科学研究工作具有重大的指导意义． 而且伽利略不迷信权威，对待问题勤于思考，敢于提出问题、挑战权威，不畏强权的精神也是我们应为之喝彩并学习的． 1642 年，伽利略在贫病交加中逝世，享年 78 岁．直到 1983 年，罗马教廷正式承认，350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的． 点评：通过解决此问题体验探索自然规律的艰辛和喜悦，培养敢于坚持真理，勇于创新的科学精神和实事 求是的科学态度，帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论． 课堂训练 1．小鹏摇动苹果树，从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止下落，发现苹果先落地，下面说法正确的是（ ）． A．苹果和树叶都是自由落体运动 B．苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动 C．苹果的运动可以看成自由落体运动，树叶的运动则不能看成自由落体运动 D．假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地 2．伽利略用巧妙的推理推翻了亚里士多德的错误观点，从而提出了： “ 自由落体是一种 最简单的变速运动，速度应该是均匀变化的 ” 观点．这种方法在科学研究中叫（ ）． A．数学推演 B．实验验证 C．猜想与假设 D．逻辑推理 3．为了测量一高楼的高度，某人设计了如下实验：在一根长为 l的绳两端各拴一重球，一人站在楼顶上，手执绳上端无初速释放使其自由落下，另一人在楼下测量两球落地的时间差 Δ t，即可根据 l、 Δ t、 g得出楼的高度．（不计空气阻力） （ 1）从原理上讲，这个方案是否正确。 （ 2）从实际测量来看，你估计最大困难是什么。 （ 3）若测得 l＝。